다중 안테나 시스템에서 신호 송신 방법 document_id A220623035237

도 1은 여러 개의 송수신 안테나를 가지는 직교 주파수 분할 다중화 시스템 (MIMO-OFDM system)의 블록도이다. 도 1의 좌측은 MIMO-OFDM 시스템의 송신 단(1000)을 나타낸다. 여기서 송신 단(1000)은 신호를 송신하는 개체라면 기지국이나 단말 중 어느 것이든 될 수 있다. 채널 인코더(100)는 데이터비트에 중복의 비트를 붙여서 채널에서 오는 효과나 잡음에 대한 효과를 줄이기 위한 것이고, 맵퍼(110)는 데이터비트 정보를 데이터심볼 정보로 변환해 주는 것이고, 직렬 / 병렬 변환기(120)는 직렬의 데이터를 병렬의 데이터로 바꾸어 주는 것이고, 다중 안테나 인코더(130)는 데이터심볼을 시공간신호로 변환 시켜주는 역할을 한다. 송신 단(1000)에서의 다중 안테나(140)의 경우 이러한 시공간신호를 채널로 전송 시켜주는 역할을 한다. 도 1의 우측은 MIMO-OFDM 시스템의 수신 단(1500)을 나타낸다. 여기서 수신 단(1500)은 신호를 수신하는 개체라면 기지국이나 단말 중 어느 것이든 될 수 있다. 수신 안테나(150)는 채널로부터 신호를 수신하기 위함이다. 다중안테나 디코더(160)는 수신된 시공간신호를 각각의 데이터심볼로 바꾸어 주는 것이고, 디맵퍼(170)는 데이터심볼을 비트 정보로 바꾸어 주는 역할을 하고, 병렬 / 직렬 변환기(180)는 병렬 신호를 직렬 신호로 바꾸어 주는 역할을 한다. 채널 디코더(190)에서 채널 코드에 대한 디코딩을 수행하고 데이터를 추정(195)하게 된다. 이렇게 다중안테나를 사용하는 OFDM 시스템에서 시공간부호 (space-time code)는 공간 다이버시티 이득을 최대로 하기 위하여 사용 되어 왔으며 2개 또는 4개의 송신안테나에서 좋은 성능을 보이는 시공간부호들을 정리하면 아래 표 1과 같다. 위의 시공간부호들 중 (1), (2), (3)의 시공간 부호들은 2개의 송신안테나에 대한 시공간 부호이고 (4), (5), (6)의 시공간 부호들은 4개의 송신안테나에 대한 시공간 부호이다. 위의 언급된 각 시공간 부호의 행과 열은 각각 상황에 따르게 사용 될 수 있다. 각 시공간 부호의 행은 송신안테나로 전송되는 신호로 볼 수 있으며 열은 각 시간 또는 OFDM 시스템의 부반송파로 볼 수 있다. 표 1의 각 시공간 부호는 열이 의미하는 상황에 따라 시공간블록부호 (Space-Time Block Code: STBC) 또는 주파수공간블록부호 (Space-Frequency Block Code: SFBC)로 표현 하기도 한다. 예를 들면 위의 표 1에서 (5)의 시공간 부호를 아래의 수학식 1과 2와 같이 나타낼 수 있다. 수학식 1은 시공간 부호의 각 열을 시간으로 보고 있으므로 STBC로 표현되며, 수학식 2는 시공간 부호의 각 열을 주파수 또는 부 반송파로 보고 있으므로 SFBC로 표현된다. 위의 수학식 1은 시간에 따라서 각 열을 전송하는 방식이다. 이러한 시공간블록부호는 시간에 따라 채널이 크게 변하는 고속 이동환경에서 심볼간에 간섭이 커져 성능저하가 발생할 수 있다. 위의 수학식 2의 OFDM 시스템에서 인접 부반송파 간에는 채널특성이 비슷한 특징을 이용하여 부반송파에 따라서 시공간부호를 다른 송신안테나로 선택하여 보내는 방식이다. 이러한 주파수공간블록부호는 수학식 1의 방식에 비해 채널이 빨리 변하는 고속 이동환경에서 높은 성능을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. 수학식 1의 STBC로 표현과, 수학식 2의 SFBC로 표현은 는 표1의 어떠한 시공간부호에 대해서도 적용 가능함은 당연하다.